Een nieuw koolstofnanomateriaal - de dunst mogelijke eendimensionale draad die nog steeds een diamantachtige structuur behoudt - werd gecreëerd door de gecontroleerde, langzame compressie en decompressie van benzeen. De diamantachtige structurele eenheid bestaat uit zeszijdige ringen van koolstofatomen die aan elkaar zijn gebonden in ketens omringd door een halo van waterstofatomen.

Op basis van computerstudies, vergeleken met conventionele koolstofnanobuisjes, de nanothreads die met deze methode worden geproduceerd, kunnen uitstekende mechanische en elektronische eigenschappen hebben. De in dit werk ontwikkelde synthesemethode opent mogelijke variaties, zoals verknoping of chemische functionalisering (het toevoegen van atomen of kleine moleculen aan de koolstofnanodraad die de functie ervan veranderen). Deze variaties kunnen leiden tot het ontwerp en de voorbereiding van materialen die momenteel onbekend zijn of onmogelijk te maken zijn met bestaande technieken.

Koolstof nanomaterialen zoals fullerenen, nanobuisjes, en grafeen hebben uitstekende fysische eigenschappen die verband houden met hun lage dimensionaliteit en grafietachtige chemische binding. De baanbrekende ontdekking is de synthese van eendimensionale, koolstofnanothreads met diamantachtige bindingen met een diameter van slechts 0,6 nanometer. Computationele modellering suggereert dat deze nanothreads sterker zouden kunnen zijn dan koolstofnanobuisjes of conventionele polymeren met hoge sterkte en ook extreem stijf.

Ze worden in macroscopische hoeveelheden gesynthetiseerd door langzame decompressie van benzeen dat onder hoge druk is ingevroren en naar omgevingscondities wordt gebracht. In tegenstelling tot de hoge temperatuur, gasfasesynthese gebruikt voor conventionele nanobuisjes, Voor de synthese van de nanothreads wordt gebruik gemaakt van kinetisch-chemische controle zoals die in de organische chemie wordt toegepast. Het kan mogelijk zijn om een ​​hele familie van diamantoïde nanodraadmaterialen te synthetiseren, zelfs met crosslinking tussen threads, of met toegevoegde chemische functionaliteit, door deze chemische benadering, die potentieel veelzijdiger is dan moeilijk te controleren gasfasebenaderingen.

Met behulp van fabricagetechnieken die zijn ontwikkeld op basis van deze doorbraak, misschien is het mogelijk om lichtgewicht, ultrasterke vezels voor gebruik in verschillende structurele materialen in transportsystemen en elders. Kinetische chemische synthese kan ook zorgen voor nanothreads met gemengde diamant- en grafietachtige bindingen die nuttige halfgeleidende eigenschappen zouden kunnen hebben.